O improvável herói da NASA na crise climática

Desde o seu lançamento, há 16 meses, tem sido o espectrômetro de imagem EMIT a bordo da espaçonave Estação Espacial Internacional Capacidade demonstrada de detectar mais do que apenas minerais superficiais.

Mais de um ano depois de as plumas de metano terem sido detectadas pela primeira vez a partir do seu poleiro a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS), os dados do instrumento EMIT da NASA estão agora a ser usados ​​para determinar as emissões de gases com efeito de estufa a partir de uma fonte estacionária com uma eficiência que surpreendeu até os seus projectistas.

Missão e capacidades do EMIT

EMIT, um acrônimo para Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, foi lançado em julho de 2022 para mapear dez minerais importantes na superfície das regiões áridas do mundo. Essas notas relacionadas aos minerais, que já estão disponíveis para Pesquisadores E o público ajudará a melhorar a compreensão de como a poeira que sobe na atmosfera afecta o clima.

A detecção de metano não fazia parte da missão principal do EMIT, mas os projetistas do instrumento esperavam que o espectrômetro de imagem tivesse essa capacidade. Agora, com mais de 750 fontes de emissões identificadas desde agosto de 2022 – algumas pequenas, algumas em locais remotos e algumas persistentes ao longo do tempo – a ferramenta fez mais do que dá a este respeito, de acordo com um novo estudo publicado na revista. Avanço da ciência.

O EMIT identificou um grupo de 12 plumas de metano numa área de 150 milhas quadradas (400 quilómetros quadrados) no sul do Uzbequistão em 1 de setembro de 2022. O instrumento capturou o grupo num único instantâneo, que os investigadores chamaram de cena. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech

Emissões de metano e mudanças climáticas

“No início, fomos um pouco cautelosos sobre o que poderíamos fazer com o instrumento”, disse Andrew Thorpe, especialista em tecnologia de pesquisa da equipe científica do EMIT da Universidade da Califórnia. NASALaboratório de Propulsão a Jato no sul da Califórnia e autor principal do artigo. “Superou as nossas expectativas.”

Ao conhecer a fonte das emissões de metano, os operadores de aterros sanitários, locais agrícolas, instalações de petróleo e gás e outros produtores de metano têm a oportunidade de abordar estas emissões. O rastreio das emissões de metano causadas pelo homem é fundamental para reduzir as alterações climáticas porque proporciona uma abordagem rápida e de custo relativamente baixo para a redução dos gases com efeito de estufa. O metano permanece na atmosfera durante cerca de uma década, mas durante este período é até 80 vezes mais forte na retenção de calor do que o dióxido de carbono, que permanece durante séculos.

Quando ventos fortes num continente levantam poeiras de rochas minerais (como calcite ou clorite), as partículas transportadas pelo ar podem viajar milhares de quilómetros para atingir continentes completamente diferentes. A poeira suspensa no ar pode aquecer ou resfriar a atmosfera e a superfície da Terra. Este efeito de aquecimento ou resfriamento é o foco da missão Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) da NASA. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech

Resultados surpreendentes

O EMIT provou ser eficaz na detecção de fontes de emissões grandes (dezenas de milhares de libras de metano por hora) e surpreendentemente pequenas (até centenas de libras de metano por hora). Isto é importante porque permite a identificação de um maior número de “superemissores” – fontes que produzem parcelas desproporcionais do total de emissões.

O novo estudo documenta como, com base nos primeiros 30 dias de detecção de gases com efeito de estufa, o EMIT pode observar 60% a 85% das plumas de metano normalmente vistas em campanhas aéreas.

Num canto remoto do sudeste da Líbia, o EMIT descobriu, em 3 de setembro de 2022, uma nuvem de metano que emitia cerca de 979 libras (444 quilogramas) por hora. É uma das menores fontes já descobertas pelo dispositivo. Fonte da imagem: NASA/JPL-Caltech

Compare com detecção aérea

A vários milhares de pés acima do solo, os detectores de metano nas aeronaves são mais sensíveis, mas para garantir que um avião seja despachado, os investigadores precisam de uma indicação antecipada de que irão detectar metano. Muitas áreas não são examinadas porque são consideradas demasiado remotas, demasiado arriscadas ou demasiado caras. Além disso, as campanhas que ocorrem cobrem áreas relativamente limitadas por curtos períodos.

Por outro lado, a partir de uma altitude de cerca de 400 quilómetros na estação espacial, o EMIT está a recolher dados sobre uma grande parte do planeta – especificamente as regiões áridas entre 51,6 graus de latitude norte e sul. O espectrómetro de imagem capta imagens da superfície com dimensões de 80 quilómetros por 80 quilómetros (50 por 50 milhas) – os investigadores chamam-lhes “cenas” – incluindo muitas áreas que antes estavam fora do alcance dos instrumentos aéreos.

Roberto O. disse: “O número e o tamanho das plumas de metano medidas pelo EMIT em todo o nosso planeta são impressionantes”, disse Green, um bioquímico. Laboratório de Propulsão a Jato Cientista pesquisador sênior e pesquisador principal do EMIT.

Este vídeo de lapso de tempo mostra o braço robótico Canadarm2 da Estação Espacial Internacional manobrando a missão EMIT da NASA do lado de fora da estação. Extraído de EspaçoX A espaçonave Dragon foi lançada aproximadamente às 17h15 (horário do Pacífico) do dia 22 de julho e concluída às 10h15 (horário do Pacífico) do dia 24 de julho. Partes da instalação foram excluídas, enquanto outras partes foram aceleradas. Crédito: NASA

Revelando cena após cena

Para apoiar a identificação da fonte, a equipe científica do EMIT cria mapas de plumas de metano e os divulga em… local na rede Internetcom dados subjacentes disponíveis no Joint NASA/US Geological Survey Operations Distributed Active Archive Center (Pato LB). As declarações de missão estão disponíveis para uso do público, acadêmicos e organizações.

Desde que o EMIT começou a recolher observações em agosto de 2022, documentou mais de 50.000 avistamentos. A ferramenta detectou uma série de fontes de emissões em uma região que raramente foi estudada Sul do Uzbequistão Em 1º de setembro de 2022, 12 plumas de gás metano foram detectadas, totalizando cerca de 49.734 libras (22.559 kg) por hora.

Além disso, o instrumento detectou plumas muito menores do que o esperado. Foi tirada em um canto remoto de Sudeste da Líbia Em 3 de setembro de 2022, uma das menores fontes já estava emitindo 979 libras (444 quilogramas) por hora, com base em estimativas locais de velocidade do vento.

Referência: “Atribuição de fontes individuais de emissão de metano e dióxido de carbono usando observações EMIT do espaço” por Andrew K. Thorpe, Robert O. Green, David R. Thompson, Philip G. Brodrick, John W. Chapman, Clayton D. Elder, Itziar Erakulis -Loitkesat, Daniel H. Cosworth, Alana K. Ayasi, Riley M. Dorren, Christian Frankenberg, Louis Guenther, John R. Worden, Philip E. Dennison, Dar A. Roberts, K. Dana Chadwick, Michael L. Eastwood, J.E. Vahlen e Charles E. Miller, 17 de novembro de 2023, Avanço da ciência.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Mais sobre a missão do EMIT

O EMIT foi selecionado a partir da solicitação Earth Venture Instrument-4 da Divisão de Ciências da Terra da Diretoria de Missões Científicas da NASA e foi desenvolvido no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que é operado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia. Os dados do instrumento estão disponíveis no Earth Operations Distributed Active Archive Center da NASA para uso por outros pesquisadores e pelo público.